聚烯烃与电池化学相匹配，且可以在没有严重的化学或物理性能退化的情况下循环使用几百次。
商业微孔膜的孔径分布为0.03~0.1um，孔隙率为30~50%。聚乙烯的低熔点使其能够作为熔断器使用。当温度即将达到聚合物的熔点时，PE的是135℃，PP的是165℃，聚合物的孔将完全消失。Celgard已经研发出了三层复合材料（PP/PE/PP），PP层能够保持薄膜的完整性，而低熔点的PE层则会在温度过高时闭孔，从而保护电池。日本旭化成的隔膜，厚度从20um到几百微米不等，并且孔径分布从0.05到0.5um，具有高度的一致性。几家主要的锂离子电池隔膜生产商及其代表性产品如表2所示。
表2.主要锂离子电池隔膜生产商及其主要产品
生产商 结构 构成 生产过程 商品名称 日本旭化成 单层 PE 湿法 HiPore Celgard LLC 单层 PP，PE 干法 Celgard 多层 PP/PE/PP 干法 Celgard 聚偏二氟乙烯涂布 PVdF,PP,PE,PP/PE/PP 干法 Celgard 恩泰克薄膜 单层 PE 湿法 Teklon 日本三井化学 单层 PE 湿法 日本日东电工 单层 PE 湿法
帝斯曼 单层 PE 湿法 Solupur 东燃化学 单层 PE 湿法 Setela 日本宇部 多层 PP/PE/PP 干法 U-Pore
近年来，由于便携式电子设备的用量不断增加，人们对高容量锂离子电池的需求也越来越强烈。使电池高容量的一种措施是降低隔膜的厚度。电池制造商已经开始在高容量（＞2.0Ah）圆柱体电池中使用20和16um厚隔膜，而锂离子凝胶电池中的隔膜厚度已经达到了9um。
无纺布也已经开始使用于锂离子电池，不过还没有被人们广泛接受，部分原因是制造厚度均匀和强度较高的无纺布困难较大。在厚度较大且放电率较低的允许范围内，无纺布已经用于纽扣电池。 6.1.1. 隔膜的发展
锂离子电池隔膜的制备工艺可以广义地分为干法和湿法两种。两种方法都包括至少一个取向步骤——使隔膜产生空隙并且/或者增大其抗拉强度。干法过程是：融化聚烯烃树脂并挤压铺成薄膜。退火处理以增加片状晶区的尺寸和数量，然后精确地机械拉伸形成紧密排列的微孔。在这个过程中，初期的聚合物挤出步骤中生成片状晶体结构。经过挤出和退火之后，无孔的聚合物被高度的定向，然后薄片被拉制成多微孔状。这种多微孔结构连续贯穿于整个薄膜体系。
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Celgard和UBE公司采用这种干法拉伸工艺生产聚丙烯和聚乙烯微孔薄膜。干法拉伸过程有技术上的优势，因为该过程不需要溶液。然而，至今为止仅仅单向拉伸这一方法得以实现，因此孔是撕裂形的，并且薄膜的机械性能也不均匀。横向的抗拉强度相对来说较低。
湿法工艺是以烃类液体或低分子量的物质与聚烯烃树脂混合，加热融化混合物并把熔体铺在薄片上，再以纵拉或双轴向对薄片做取向处理，最后用易挥发的溶剂提取液体。目前，Asahi Kasei ，Tonen ， Mitsui Chemicals， Polypore/Membrana和Entek用湿法生产电池隔膜。通过调节混合溶液的组成，或在凝胶化、固化过程中蒸发/减少溶剂，可以改变薄膜的结构和性能。湿法拉伸工艺使用的是超高分子量聚乙烯（UHMWPE）。超高分子量聚乙烯可以使隔膜具有很好的机械性能，并且熔融物在一定程度上具有规整性。
研究所等已经关于使用高密度聚乙烯共混物（HDPE）和超高分子量聚乙烯（UHMWPE），以湿法工艺生产的隔膜作了详尽的概述。他们指出，隔膜的机械强度和拉伸性能，受聚烯烃混合液中UHMWPE的结构和分子质量的影响。典型隔膜干法和湿法的生产工艺对比如表3所示。
表3. 典型的多微孔薄膜生产过程
过程 机理 原料 性能 薄膜类型 生产商 干法拉伸 牵引 聚合物 单一 PP，PE，PP/PE/PP Celgard,宇部 各向异性
湿法拉伸 相位分离 聚合物+溶剂 各向同性 PE 旭化成，东燃 聚合物+溶剂+填充剂 大孔径 PE 旭化成 高孔隙率
隔膜生产过程简单流程图如图三所示。原料聚合物和添加剂（如抗氧化剂、增塑剂等）混合后熔融挤出，挤出聚合物经过不同步骤与过程。干法过程包括热处理和拉伸，湿法过程包括提取溶剂和拉伸。之后将生产出的隔膜分切成不同需求的宽度，装箱运输至电池厂。伴随着更薄隔膜的需求，生产过程中的操作对最终隔膜质量有着重要的影响。隔膜生产过程中的每一个步骤都有在线检测系统，以保证隔膜的质量。
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图3．锂离子电池生产过程示意图。隔膜生产过程的每一步都实行在线检测，从而实时监控
隔膜的质量。
单向拉伸隔膜往往只在一个方向上有较高的强度，而双向拉伸隔膜在纵向（MA）和横向（TD）的强度相当。尽管在直观上，人们可能希望双向拉伸隔膜比单向拉伸隔膜更优越一些，事实上，双向拉伸隔膜并没有性能优势。事实上，双向拉伸会增加横向收缩率，这样在温度升高的情况下，会是正负电极相接触。隔膜纵向必须有足够的强度，以防止在缠绕力较大时宽度缩小或者被拉断。在缠绕电池时，横向强度就不像纵向强度那么重要了。对于25um厚的隔膜，通常要求其机械强度要大于1000Kg/mm２。
几种商业隔膜的主要特性列于表4中。Celgard2730和Celgard2400分别是单层PE膜、PP膜，而Celgard2320和Celgard2325则分别是20um和25um厚的三层复合膜。Asahi和Tonen公司的隔膜均是用湿法工艺生产的单层PE膜。表4列出了隔膜的各项基本性能，如厚度、透气性、孔隙率、熔点和离子电阻率。我们将在6.1.3.节给出这些性能的定义。
表4. 几种商业微孔隔膜的主要性能.
隔膜/性能 Celgard2730 Celgard2400 Celgard2320 Celgard2325 Asahi Hipore Tonen Setela 结构 单层 单层 多层 多层 单层 单层 组成 PE PP PP/PE/PP PP/PE/PP PE PE 厚度（um） 20 25 20 25 25 25 透气性（s） 22 24 20 23 21 26 离子电阻率 2.23 2.55 1.36 1.85 2.66 2.56 孔隙率（%） 43 40 42 42 40 41 熔点（℃） 135 165 135/165 135/165 138 137
人们已经做出努力，试图找到一种新的干法工艺路线，使用双向拉伸技术生产聚丙烯微孔薄膜，具有亚微米级孔径和很窄的孔径分布，对气体和液体有较高的渗透性，并且有很好的机械性能。双向拉伸聚丙烯微孔薄膜（Micpor）是由无孔的β-晶型聚丙烯薄片拉制而成的。这类隔膜的孔隙率可高达30~40%，平均孔径大约为0.05um。与单向拉伸膜相比，双向拉伸膜的微孔在形貌上接近圆形，具有高渗透性，很好的机械性能和较窄的孔径分布。
Celgard已经生产出了PP/PE双层隔膜和PP/PE/PP三层隔膜。多层膜将低熔点的PE膜和高熔点的PP膜复合在一起，具有很大的优势。通过将PE/PP混合在一起并经过干法拉伸，Nitto Denko生产出单层隔膜，并申请了专利。根据专利，该单层膜同时具有PE和PP的孔径范围。在烘箱中加热，隔膜的电阻一直增加，直到PE膜和PP膜相继融化，电阻仍持续增加。然而，电池的性能数据却没有表现出来。
多微孔聚乙烯隔膜材料由厚度不均匀的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）组
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成，由DSM Solutech公司生产的Solupur隔膜，也是一种较好的锂离子电池隔膜。Solupur隔膜生产具有标准的等级，基重分布范围为7~16g/m2, 平均孔径分布为0.1~2.0um，孔隙率为80~90%。Ooms等人已经完成不同渗透性DSM Solupur隔膜的研究。将这些隔膜的比容量和循环试验结果与用CR2320型普通隔膜制成的纽扣电池做了对比。Solupur隔膜弧度小，抗拉强度和穿刺强度高，可浸润性好，并且由于其超高分子量聚乙烯结构（UHMWPE），它还具有高容量比和低温下好性能。
最近，Nitto Denko由湿法工艺研制出了一种电池隔膜，这种隔膜具有很大的穿刺强度和较高的防热断裂性能。他们使用聚烯烃树脂和一种高分子量橡胶作为其主要组成物质，在空气中氧化交联而成。经热力学分析可知，这种物质的熔断温度大于200℃。他们也尝试了再电子束和紫外光辐射下超高分子量聚乙烯的交联反应，但这会引起一些副反应，聚烯烃退化，主链断裂，从而导致隔膜强度的下降。
ENTEK隔膜公司已经研制出Teklon隔膜——一种锂离子电池用，多孔、超高分子量隔膜。到写这篇文章时，这种隔膜已经小批量投产了。Pekala等人依据其物理、机械和电学性能，详尽的概述了Celgard、Setela和Teklon隔膜。
目前为止，像文献里提到的那样，Celgard隔膜是应用于锂离子电池的最好的隔膜。Bierenbam等人已经关于其制造过程、物理和化学性能及最终应用做了论述。Fleming和Taskier讨论了Celgard多微孔薄膜作为电池隔膜的具体应用。Hoffman对Celgard产PP和PE微孔膜作了比较。Callahan讨论了关于Celgard隔膜的一些新的用途。Callahan和他的同事关于Celgard隔膜分别作了电镜图片、压汞仪孔隙率、透气性和电阻率相关分析，后来他们又做出了穿刺强度和温度/电阻等数据。Spontnitz等谈到了模拟缠绕电池的短路、电阻/温度和热力学性能。Yu发现PP/PE/PP三层复合Celgard微孔隔膜具有超常的穿刺强度。
无纺布材料（如纤维）还没有成功地应用于锂电池。这和纤维纸或纤维膜的易受潮性有关，它们和锂金属接触时会退化，而且对厚度小于100um的无纺布上出现的小孔非常的敏感。对于将来的应用，例如电动汽车和用电工厂的负载系统，纤维隔膜纸可能会有用武之地，因为高温下与聚烯烃相比，纤维隔膜具有更好的稳定性。无纺布有可能和聚烯烃隔膜复合使用，这样即使高温下熔融，也会保持其完整性。
旭化成化学工业已经对锂离子电池对纤维隔膜的需求做了相关的调查研究。为了获得具有合适锂离子电导率、机械强度得无纺布隔膜，并且防止隔膜中出现针状小孔，旭化成制造出了一种复合隔膜（其孔径为39~45um），这种隔膜是嵌有小型纤维丝（直径0.5~5um）的微孔纤维膜（孔径10~200nm）。这种纤维能够
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降低因过充电或者短路引起隔膜熔融的概率。与传统的聚烯烃微孔隔膜相比，这种隔膜具有相当，或者更低的电阻，即使长期循环使用性能也相当好。
Pasquier等人对使用纸质隔膜的平板型锂离子电池与使用Celgard聚烯烃隔膜的电池，进行了性能的比对。纸质型隔膜具有良好的浸润和机械性能，但是却没有大型锂离子电池必须的闭孔功能。纸质隔膜的电阻与聚烯烃隔膜的相当，并且在没有水浸湿的情况下，它们的循环性能与Celgard隔膜相当。纸质隔膜可以用于对拉伸强度和闭孔能力要求不高的小型平板电池。而对于较大的圆柱形卷绕电池，则需要具有闭孔功能的高强度隔膜，这是绝对不能使用纸质型隔膜的。
最近，德固萨宣布，其将具有的优良化学性能和热力学性能的聚合物隔膜，和具有亲水性的无机纳米材料结合在一起，研制出了Separion隔膜。Separion隔膜的生产是一个连续涂覆的过程。无机纳米原料，如氧化铝、二氧化硅和/或氧化锆等被混合、溶解后涂覆在聚烯烃上，之后烘干、变硬。据德固萨报道，Separion隔膜具有极好的高温稳定性、优越的耐化学腐蚀性，以及尤其在低温时，也有好的浸润性。德固萨将Separion隔膜用于18650型电池，以测试其基本性能和安全性，发现其各项性能与聚烯烃隔膜的相当。
Sachan等介绍了新一代单离子二次锂聚合物电池中使用的聚合物离子交换薄膜。通过传输许多单元转变成Li+从而使电导率超过10~4S/cm。
为了获得厚度较小（15um）的锂电池隔膜，Optodot采取了不同的方法，快速将金属氧化物溶胶-凝胶涂覆在光滑的隔膜表面，之后分层，得到单独隔膜。采用这一方法，使用大规模的涂覆生产设备，可以生产厚度为6~11um的隔膜。他们发现厚度分布在8~9um范围内的隔膜具有较好的厚度和强度组合。金属氧化溶胶-凝胶是以水为基质，而非有机溶剂。涂覆隔膜包括聚合物和表面活性剂。聚合物基质具有涂覆流变学特征，机械性能强和其他的一些优良特征，表面活性剂则可使表面具有浸润性。这种隔膜的厚度约为11um，孔隙率为45%，能够在非水电解质中完全浸润，并且熔点高于180℃。这种隔膜相对较薄且有助于增加电池容量，但是对于紧固性缠绕电池来说，强度可能还达不到。此外，这种隔膜的闭孔温度很高，不适合用于锂离子电池。
Gineste等研究了再PE或PP隔膜上接枝亲水单体，以使浸润性不高的锂离子电池隔膜提高其润湿性。他们将厚度为50um的PP微孔膜（Celgard2505），以0.5~4兆的剂量在空气中用电子束辐射。辐照厚的微孔膜，在双官能团交联介质（二甲基丙烯酸二甘醇酯，DEGDM）中，用单官能团单体（丙烯酸，AA）接枝。当接枝率高于50%时，被接枝隔膜的机械性能开始下降。
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